DE3634051A1 - METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF THE TAP OF A RESISTANCE TRANSMITTER - Google Patents

METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF THE TAP OF A RESISTANCE TRANSMITTER

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DE3634051A1 DE19863634051 DE3634051A DE3634051A1 DE 3634051 A1 DE3634051 A1 DE 3634051A1 DE 19863634051 DE19863634051 DE 19863634051 DE 3634051 A DE3634051 A DE 3634051A DE 3634051 A1 DE3634051 A1 DE 3634051A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der Stellung k des Abgriffes eines Widerstands­ ferngebers, der zwei Nutzwiderstandsbereiche enthält, zwischen denen ein Festwiderstandsbereich angeordnet ist, in welchem der Abgriff verstellbar ist, und dessen erster Anschluß mit einer Stromquelle verbunden und über einen ersten Leiter mit einem Instrumentenverstärker verbindbar ist und dessen einen mittleren Anschluß bildender Abgriff mit einem zweiten Leiter verbunden ist und dessen zweiter Anschluß über einen dritten Leiter mit dem Instrumenten­ verstärker verbindbar ist.The invention relates to a method for determining the position k of the tap of a resistance transmitter, which contains two useful resistance areas, between which a fixed resistance area is arranged, in which the tap is adjustable, and the first connection of which is connected to a current source and via a first conductor can be connected to an instrument amplifier and its tap forming a central connection is connected to a second conductor and its second connection can be connected to the instrument amplifier via a third conductor.

Ein solches Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Ausführung dieses Verfahrens sind aus den Philips- Geräten KS 4400 oder KS 4450 bekannt. Derartige Geräte dienen beispielsweise zur Erfassung des Pegelstandes einer Flüssigkeit. Dabei werden zwei Stromquellen benutzt, die jeweils mit einem Eingang eines Instrumentenverstärkers verbunden sind. Eine Stromquelle ist mit dem ersten Anschluß des Widerstandsferngebers und die andere Strom­ quelle mit dem zweiten Anschluß des Widerstandsferngebers verbunden. Der den mittleren Anschluß bildende verstell­ bare Abgriff des Widerstandsferngebers ist mit Null­ potential verbunden. Ein solcher Widerstandsferngeber weist einen Nutzwiderstandsbereich auf, in dem der Abgriff verstellbar ist und zwei Festwiderstandsbereiche, die jeweils am ersten und zweiten Anschluß des Widerstandsferngebers liegen. Die beiden Festwiderstands­ bereiche und der Nutzwiderstandsbereich sind vom Benutzer einstellbar, d. h. gegebenenfalls können die Widerstands­ werte der Festwiderstandsbereiche gleich Null sein. Der Ausgang des Instrumentenverstärkers ist mit dem Eingang eines nachgeschalteten Analog-Digital-Umsetzers gekoppelt, der an seinem Ausgang digitale Signale für eine Anzeige oder für eine Reglereinheit liefert.Such a method and a circuit arrangement for This procedure is carried out from the Philips Known devices KS 4400 or KS 4450. Such devices are used, for example, to record the level of a Liquid. Two power sources are used, the each with an input of an instrument amplifier are connected. A power source is with the first one Connection of the resistance transmitter and the other current source with the second connection of the resistance transmitter connected. Adjust the middle connection bare tap of the resistance transmitter is zero potential connected. Such a resistance transmitter has a useful resistance range in which the tap is adjustable and two fixed resistance ranges that at the first and second connection of the Resistance transmitter. The two fixed resistance ranges and the useful resistance range are from the user  adjustable, d. H. if necessary, the resistance values of the fixed resistance ranges should be zero. The The output of the instrumentation amplifier is connected to the input coupled to a downstream analog-to-digital converter, the digital signals at its output for a display or for a controller unit.

Nachteilig bei diesem Verfahren und dieser bekannten Schaltungsanordnung ist, daß die Stromquellen auf Gleichheit abgeglichen werden müssen, damit die Messung unabhängig von den Leitungswiderständen wird. Ebenso müssen Verstärkungsfehler und der Offset des Instrumentenverstärkers kompensiert werden, was aufwendige Arbeitsvorgänge darstellt. Da die ermittelten Werte in einer Digitalanzeige dargestellt werden, wird bei der bekannten Schaltungsanordnung ein Analog-Digital-Umsetzer angewendet. Dies hat zur Folge, daß neben der aufwendigen Abgleicharbeit zur Eleminierung der Leitungswiderstände noch die Temperaturdrift des Instrumentenverstärkers und noch zusätzlich die des Analog-Digital-Umsetzers in das Meßergebnis eingeht.A disadvantage of this method and this known circuit arrangement is that the current sources must be aligned for equality so that Measurement independent of the line resistance. Gain errors and the offset of the Instrument amplifier can be compensated for, which is expensive Represents operations. Since the determined values in a digital display is shown in the known circuit arrangement an analog-to-digital converter applied. This has the consequence that in addition to the elaborate Alignment work to eliminate the line resistances still the temperature drift of the instrument amplifier and additionally that of the analog-digital converter into that Measurement result received.

Das bekannte Verfahren und die bekannte Schaltungs­ anordnung eignen sich daher nicht zur Anwendung in Geräten, die marktbedingt in einem unteren Preisniveau angesiedelt sein müssen (Low-Cost-Geräte), da Analog- Digital-Umsetzer mit sehr geringer Temperaturdrift einen erheblichen Kostenfaktor darstellen.The known method and the known circuit arrangement are therefore not suitable for use in Devices that are market-based in a lower price level must be located (low-cost devices) because analog Digital converter with very low temperature drift represent a significant cost factor.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf einfache Weise die Stellung des Widerstandsferngebers ohne Einfluß der Leitungswiderstände bestimmt wird.It is therefore an object of the present invention To create the method of the type mentioned, in which the position of the resistance transmitter in a simple manner is determined without the influence of the line resistances.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß The task begins with a procedure mentioned type in that  

  • a) eine Spannung U 1 zwischen dem ersten und dem ebenfalls mit dem Instrumentenverstärker verbind­ baren zweiten Leiter ermittelt wird,a) a voltage U 1 is determined between the first and the second conductor which can also be connected to the instrument amplifier,
  • b) eine Spannung U 2 zwischen dem zweiten und dritten Leiter ermittelt wird,b) a voltage U 2 is determined between the second and third conductors,
  • c) eine Spannung U 3 über einen zwischen dem dritten Leiter und Nullpotential liegenden Bezugswider­ stand Rs zur Bestimmung des durch die Leiter fließenden Stromes erfaßt wird undc) a voltage U 3 across a reference resistor lying between the third conductor and zero potential was Rs for determining the current flowing through the conductor is detected and
  • d) die Stellung k in der Digitalrechenanordnung anhand der Gleichung d) the position k in the digital computing arrangement based on the equation

mit den Konstantenwith the constants

berechnet wird, wobei 0 k < 1 gilt und R 1 und R 2 die Widerstandswerte der Festwiderstandsbereiche und R der Widerstandswert des Nutzwiderstandsbereiches sind.is calculated, where 0 k <1 applies and R 1 and R 2 are the resistance values of the fixed resistance ranges and R the resistance value of the useful resistance range.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Bestimmung der Stellung k des Abgriffes des Widerstandsferngebers auf einfache Art, nämlich durch Bestimmung der Spannungen zwischen den Leitern und der Spannung am Bezugswider­ stand. Die Spannungen können hierbei zeitlich aufeinander­ folgend oder gleichzeitig ermittelt werden. Die Wider­ standswerte R, R 1, R 2 und Rs können beispielsweise durch Messung vor Benutzung des Widerstandsferngebers bestimmt werden. Hierbei ist es auch möglich, die Fest- bzw. Nutz­ widerstandsbereiche einzustellen. Es ist dabei auch möglich, daß die Widerstandswerte der Festwiderstands­ bereiche gleich Null sind, d. h. der Abgriff ist über den gesamten Widerstandsferngeber verstellbar. Außerdem ist bei diesem Verfahren keine Abgleicharbeit zur Elimination der Leitungswiderstände erforderlich, da die Leitungs­ widerstände die Berechnung der Stellung k des Abgriffes nicht beeinflussen.In the method according to the invention, the position k of the tap of the resistance transmitter is determined in a simple manner, namely by determining the voltages between the conductors and the voltage at the reference resistor. The voltages can be determined sequentially or simultaneously. The resistance values R, R 1, R 2 and Rs can be determined, for example, by measurement before using the resistance transmitter. It is also possible to set the fixed or useful resistance ranges. It is also possible that the resistance values of the fixed resistance areas are zero, ie the tap can be adjusted over the entire resistance remote control. In addition, this method does not require any adjustment work to eliminate the line resistances, since the line resistances do not influence the calculation of the position k of the tap.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Ermittlung der Konstanten K 1 und K 2 der Abgriff des Widerstandsferngebers an die beiden Endstellungen k = 0 und k = 1 gefahren wird und bei diesen Endstellungen aus den Spannungen U 1, U 2 und U 3 die Konstanten K 1 und K 2 gemäß den GleichungenIn a further development of the invention it is provided that to determine the constants K 1 and K 2 the tap of the resistance transmitter is moved to the two end positions k = 0 and k = 1 and at these end positions from the voltages U 1, U 2 and U 3 the constants K 1 and K 2 according to the equations

berechnet werden, wobei Un 0, n = 1, 2, 3, eine Spannung bei k = 0 und Un 1, n = 1, 2, 3, eine Spannung bei k = 1 ist. Hierbei werden nicht zur Bestimmung der Konstanten K 1 und K 2 die Widerstandswerte der Widerstandsbereiche ge­ messen, sondern der Abgriff des Widerstandsferngebers an die jeweiligen Endstellungen bei k = 0 und k = 1 gefahren und dann die Spannungen zwischen den verschiedenen Leitern und am Bezugswiderstand ermittelt. Nach der Messung der verschiedenen Spannungen lassen sich dann die Konstanten K 1 und K 2 berechnen. are calculated, where Un 0, n = 1, 2, 3, a voltage at k = 0 and Un 1, n = 1, 2, 3, a voltage at k = 1. Here, the resistance values of the resistance ranges are not measured to determine the constants K 1 and K 2, but the tap of the resistance transmitter is moved to the respective end positions at k = 0 and k = 1 and then the voltages between the different conductors and the reference resistance are determined. After measuring the different voltages, the constants K 1 and K 2 can then be calculated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Eingänge des Instrumentenverstärkers auf Null­ potential gelegt und nachfolgend die gemessenen Spannungen in einem dem Instrumentenverstärker nachgeschalteten Analog-Digital-Umsetzer in entsprechende Digitalwerte um­ gesetzt, worauf die Stellung k aus der GleichungAccording to an advantageous embodiment of the method, the inputs of the instrument amplifier are set to zero potential and subsequently the measured voltages are converted into corresponding digital values in an analog-digital converter connected downstream of the instrument amplifier, whereupon the position k from the equation

mitWith

ermittelt wird, wobei Dn, n = 1, 2, 3, die Digitalwerte der Spannung Un, n = 1, 2, 3, D 0 der Digitalwert bei Nullpotential am Eingang des Instrumentenverstärkers ist und Dn 1, bzw. Dn 0, n = 0, 1, 2, 3, die Digitalwerte bei den Stellungen k = 1 bzw. 0 sind.is determined, where Dn , n = 1, 2, 3, the digital values of the voltage Un , n = 1, 2, 3, D 0 is the digital value at zero potential at the input of the instrument amplifier and Dn 1, or Dn 0, n = 0, 1, 2, 3, the digital values at the positions k = 1 or 0.

Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird die Ausgangs­ spannung des Instrumentenverstärkers ermittelt, wenn sein Eingang kurzgeschlossen ist, d. h. auf Nullpotential liegt. Diese Ausgangsspannung des Instrumentenverstärkers bei Nullpotential am Eingang wird in einen Digitalwert D 0 umgesetzt. Dieser Wert D 0 wird erfaßt, um dadurch den Verstärkungsfehler und den Offset des Instrumenten­ verstärkers und die Temperaturdrift des Instrumenten­ verstärkers und des Analog-Digital-Umsetzers nicht in die Messung mit eingehen zu lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Vergleich zu dem bisher üblichen Ver­ fahren zur Messung der Stellung k des Abgriffes eines Widerstandsferngebers verhältnismäßig einfach ausgeführt und die Kosten zur Ausführung des Verfahrens niedrig gehalten werden. Auch entfallen die bisher üblichen Abgleicharbeiten für den Instrumentenverstärker.In this development of the invention, the output voltage of the instrumentation amplifier is determined when its input is short-circuited, ie is at zero potential. This output voltage of the instrument amplifier at zero potential at the input is converted into a digital value D 0. This value D 0 is detected so as not to include the gain error and the offset of the instrumentation amplifier and the temperature drift of the instrumentation amplifier and the analog-to-digital converter in the measurement. The method according to the invention can be carried out relatively simply compared to the previously used method for measuring the position k of the tap of a resistance transmitter, and the costs for carrying out the method can be kept low. The usual adjustment work for the instrument amplifier is also no longer necessary.

Vorteilhafterweise erfolgt die Berechnung der Stellung k des Abgriffes des Widerstandsferngebers und der Konstanten K 1 und K 2 über eine Recheneinrichtung, die beispielsweise ein Mikrocomputer sein kann und die am Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers liegt.Advantageously, the position k of the tap of the resistance remote transmitter and the constants K 1 and K 2 are calculated via a computing device, which can be a microcomputer, for example, and which is located at the output of the analog-to-digital converter.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des beschrie­ benen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß eines Widerstandsferngebers mit einer Stromquelle und einem ersten Leiter, der einen mittleren Anschluß bildende Abgriff mit einem zweiten Leiter und der zweite Anschluß mit einem dritten Leiter und einem am Null­ potential angeschlossenen Bezugswiderstand verbunden ist. A circuit arrangement for performing the described benen method is characterized in that the first Connection of a resistance transmitter with a power source and a first conductor that has a middle terminal forming tap with a second conductor and the second Connection with a third conductor and one at zero potential connected reference resistor is connected.

Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung gegenüber den bekannten Schaltungen besteht darin, daß hier lediglich eine Stromquelle verwendet wird, d. h. eine Abgleicharbeit zur gleichen Einstellung der Stromquellen entbehrlich ist. Die Stromquelle muß auch nicht unbedingt temperatur­ driftarm ausgelegt werden, da die Messung schnell durchge­ führt wird und somit die Messung weitgehend temperatur­ unabhängig ist. Lediglich der Bezugswiderstand muß hin­ reichend temperaturdriftarm sein.The advantage of this circuit arrangement over the known circuits is that here only a power source is used, d. H. a comparison work dispensing with the same setting of the power sources is. The power source does not necessarily have to be temperature be designed to be low in drift since the measurement is carried out quickly is carried out and thus the measurement largely temperature is independent. Only the reference resistance has to go be sufficiently low in temperature drift.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Schaltungs­ anordnung sind die drei vom Widerstandsferngeber weg­ führenden Leitungen mit den Eingängen eines Multiplexers verbunden, deren Ausgänge mit dem Instrumentenverstärker verbunden sind und liegt ein weiterer Eingang des Multi­ plexers auf Nullpotential. Der Multiplexer gestattet es, daß die einzelnen Leiter auf vorbestimmte Weise auf die Eingänge des Instrumentenverstärkers geschaltet werden. Der dem Instrumentenverstärker nachgeschaltete Analog- Digital-Umsetzer führt das Meßergebnis der Speicher­ einrichtung einer Recheneinrichtung oder einer beliebigen anderen Speichereinrichtung zu. Um ein präzises Meßergeb­ nis zu erreichen, ist an den Multiplexerschalter lediglich die Forderung gestellt, daß diese sich bezüglich der Temperaturdrift möglichst gleich verhalten.According to a special embodiment of the circuit arrangement are the three away from the resistance transmitter leading lines with the inputs of a multiplexer  connected whose outputs to the instrument amplifier are connected and there is another input of the Multi plexers to zero potential. The multiplexer allows that the individual conductors in a predetermined manner Inputs of the instrument amplifier can be switched. The analogue downstream of the instrument amplifier Digital converter performs the measurement result of the memory establishment of a computing device or any other storage device. To get a precise measurement result To reach nis is only at the multiplexer switch made the request that these be in relation to the The temperature drift should be the same if possible.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigtAn embodiment of the invention will now described in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zur Durchführung eines bekannten Meßverfahrens unter Ver­ wendung zweier Stromquellen und Fig. 1 shows a known circuit arrangement for carrying out a known measuring method using two current sources and

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Stellung des Abgriffes eines Widerstandsferngebers. Fig. 2 shows a circuit arrangement for performing the inventive method for determining the position of the tap of a resistance transmitter.

Eine bekannte Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Stel­ lung k eines Abgriffes 1 eines Widerstandsferngebers 2 ist in Fig. 1 dargestellt. Diese Schaltungsanordnung umfaßt zwei Stromquellen 3 und 4, die jeweils mit einem der Ein­ gänge 5 und 6 eines Instrumentenverstärkers 7 verbunden sind. Der Ausgang 8 des Instrumentenverstärkers 7 ist an einen Analog-Digital-Umsetzer 9 angeschlossen. Der Analog-Digital-Umsetzer 9 liefert Digitalwerte beispiels­ weise an eine Anzeigeeinrichtung. Darüber hinaus ist die Stromquelle 3 an einen ersten Anschluß 10 und die Strom­ quelle 4 an einen zweiten Anschluß 11 des Widerstands­ ferngebers 2 angeschlossen. Der Widerstandsferngeber 2 besteht aus zwei Festwiderstandsbereichen 12 und 13 und einem Nutzwiderstandsbereich 14, in dem der Abgriff 1 verstellbar ist. Die Anschlagpunkte des Abgriffes 1 zwischen dem Fest- und Nutzwiderstandsbereich sind vom Benutzer definierbar. Der Abgriff 1 bildet einen mittleren Anschluß 15, der mit Nullpotential verbunden ist. Sowohl die beiden von den Stromquellen 3 und 4 kommenden Leiter als auch der Leiter, der den Abgriff 1 mit Nullpotential verbindet, besitzen (naturgemäß) einen Leitungswider­ stand 16, 17 und 18 mit einem Widerstandswert RL.A known circuit arrangement for determining the Stel development k of a tap 1 of a resistance transmitter 2 is shown in Fig. 1. This circuit arrangement comprises two current sources 3 and 4 , each of which is connected to one of the inputs 5 and 6 of an instrument amplifier 7 . The output 8 of the instrument amplifier 7 is connected to an analog-to-digital converter 9 . The analog-to-digital converter 9 supplies digital values, for example, to a display device. In addition, the current source 3 is connected to a first terminal 10 and the current source 4 to a second terminal 11 of the resistance transmitter 2 . The resistance transmitter 2 consists of two fixed resistance areas 12 and 13 and a useful resistance area 14 , in which the tap 1 is adjustable. The attachment points of the tap 1 between the fixed and useful resistance range can be defined by the user. The tap 1 forms a central connection 15 which is connected to zero potential. Both the two coming from the current sources 3 and 4 as well as the conductor that connects the tap 1 to zero potential (naturally) have a line resistance 16, 17 and 18 with a resistance value RL .

Diese bekannte Schaltungsanordnung wird z. B. zur Pegel­ messung einer Flüssigkeit benutzt. Sie erfordert zwei Stromquellen, die auf Gleichheit abgeglichen werden müssen, damit die Leitungswiderstände keinen Einfluß auf die Messung haben. Darüber hinaus müssen Abgleicharbeiten aufgrund der Abweichungen von den gewünschten Werten (z. B. Verstärkungsfehler, Offset) des Instrumenten­ verstärker 7 durchgeführt werden. Ebenfalls müssen hohe Anforderungen in bezug auf die Temperaturdrift des Instrumentenverstärkers 7 sowie an die Temperaturdrift des nachgeschalteten Analog-Digital-Umsetzers 9 gestellt werden, was zu teuren Geräten führt.This known circuit arrangement is used for. B. used for level measurement of a liquid. It requires two current sources, which must be adjusted for equality so that the line resistances have no influence on the measurement. In addition, adjustment work must be carried out due to the deviations from the desired values (e.g. gain error, offset) of the instrument amplifier 7 . High demands must also be made with regard to the temperature drift of the instrument amplifier 7 and to the temperature drift of the downstream analog-digital converter 9 , which leads to expensive devices.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Stellung k des Abgriffes 1 des Widerstandsferngebers 2 und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Schaltungsanordnung weist lediglich eine Stromquelle 20 auf, die mit einem ersten Leiter 21 verbunden ist. Der erste Leiter 21 ist über den Anschluß 10 an den Widerstandsferngeber 2 angeschlossen. Dieser Leiter 21 besitzt naturgemäß einen Leitungswider­ stand, der hier durch den Widerstand 22 angedeutet wird. Darüber hinaus ist die Stromquelle 20 mit einem Eingang 23 eines Multiplexers 24 verbunden. Ein zweiter Leiter 25 ist einerseits mit dem mittleren Anschluß 15 des Widerstands­ ferngebers 2 und andererseits mit einem zweiten Eingang 26 des Multiplexers 24 verbunden. Ein dritter Leiter 27 ist einerseits an den Anschluß 11 des Widerstandsferngebers 2 und andererseits zum einen über einen Bezugswiderstand 28 an Nullpotential und zum anderen an einen dritten Eingang 29 des Multiplexers 24 angeschlossen. Ein vierter, mit Nullpotential verbundener Leiter 30 ist auf einen vierten Multiplexereingang 31 gelegt. Auch die zweiten und dritten Leiter 25 und 27 besitzen naturgemäß Leitungs­ widerstände die mit 32 und 33 bezeichnet sind.A circuit arrangement according to the invention for determining the position k of the tap 1 of the resistance remote transmitter 2 and for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. 2. This circuit arrangement has only one current source 20 , which is connected to a first conductor 21 . The first conductor 21 is connected to the remote resistance transmitter 2 via the connection 10 . This conductor 21 naturally has a line resistance, which is indicated here by the resistor 22 . In addition, the current source 20 is connected to an input 23 of a multiplexer 24 . A second conductor 25 is connected on the one hand to the central terminal 15 of the resistance transmitter 2 and on the other hand to a second input 26 of the multiplexer 24 . A third conductor 27 is connected on the one hand to the connection 11 of the resistance transmitter 2 and on the other hand via a reference resistor 28 to zero potential and on the other hand to a third input 29 of the multiplexer 24 . A fourth conductor 30 connected to zero potential is connected to a fourth multiplexer input 31 . The second and third conductors 25 and 27 naturally have line resistances which are designated 32 and 33 .

Die beiden Ausgänge 35 und 36 des Multiplexers 24 sind an die Eingänge 5 und 6 eines Instrumentenverstärkers 7 gelegt. Der Ausgang 8 des Instrumentenverstärkers 7 ist an einen Analog-Digital-Umsetzer 9 angeschlossen, dessen Aus­ gang 37 mit einer Anzeige- und Digitalrecheneinrichtung 38 verbunden ist.The two outputs 35 and 36 of the multiplexer 24 are connected to the inputs 5 and 6 of an instrument amplifier 7 . The output 8 of the instrument amplifier 7 is connected to an analog-to-digital converter 9 , the output 37 of which is connected to a display and digital computing device 38 .

Zur Ermittlung der Stellung k des Abgriffes 1 des Wider­ standsferngebers 2 werden vier Verfahrensschritte durchge­ führt. Zunächst wird eine Spannung U 1 zwischen den Leitern 21 und 25 ermittelt, dann wird eine Spannung U 2 zwischen den Leitern 25 und 27 gemessen und anschließend wird eine Spannung U 3 am Bezugswiderstand 28 zur Bestim­ mung des durch die Schaltungsanordnung fließenden Stromes erfaßt. Schließlich verbindet der Multiplexer 24 seinen Eingang 31 mit seinen Ausgängen 35 und 36, so daß an den Eingängen des Instrumentenverstärkers 7 Nullpotential anliegt. Bei dieser Eingangsspannung U 0 wird ein Digital­ wert D 0 in der Recheneinrichtung 38 bestimmt. Die Bestim­ mung der Ausgangsspannung des Instrumentenverstärkers 7 bei kurzgeschlossenen Eingängen dient dazu, die Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Wert durch Temperaturdrift und andere Einflußfaktoren zu bestimmen. To determine the position k of the tap 1 of the resistance transmitter 2 , four method steps are performed. First, a voltage U 1 between the conductors 21 and 25 is determined, then a voltage U 2 between the conductors 25 and 27 is measured, and then a voltage U 3 across the reference resistor 28 is determined to determine the current flowing through the circuit arrangement. Finally, the multiplexer 24 connects its input 31 to its outputs 35 and 36 so that zero potential is present at the inputs of the instrument amplifier 7 . At this input voltage U 0, a digital value D 0 is determined in the computing device 38 . The determination of the output voltage of the instrumentation amplifier 7 with short-circuited inputs serves to determine the deviation of the measured voltage from the desired value by temperature drift and other influencing factors.

Die Messung erfolgt also unter jeweiliger entsprechender Umschaltung der Eingänge 23, 26, 29 und 31 des Multi­ plexers 24 auf die Eingänge 5 und 6 des Instrumenten­ verstärkers 7. Am Ausgang 37 des nachfolgend angeordneten Analog-Digital-Umsetzers 9 werden den Spannungen U 1, U 2, U 3 und U 0 entsprechende Digitalwerte D 1, D 2, D 3 und D 0 geliefert.The measurement is therefore carried out by switching the inputs 23, 26, 29 and 31 of the multiplexer 24 to the inputs 5 and 6 of the instrument amplifier 7 . At the output 37 of the subsequently arranged analog-digital converter 9 , the voltages U 1, U 2, U 3 and U 0 corresponding digital values D 1, D 2, D 3 and D 0 are supplied.

Die Stellung k des Abgriffes 1 des Widerstandsferngebers 2 läßt sich nun mit Hilfe der folgenden Gleichung bestimmen, die durch Aufstellung von Maschengleichungen berechenbar ist. Für die Stellung k ergibt sich also die Gleichung:The position k of the tap 1 of the resistance transmitter 2 can now be determined with the aid of the following equation, which can be calculated by establishing mesh equations. The equation for position k is therefore:

mitWith

wobei 0 k 1 ist und R 1 der Widerstandswert des Fest­ widerstandsbereiches 12 am ersten Anschluß 10, R 2 der Widerstandswert des anderen Festwiderstandsbereiches 13 am zweiten Anschluß 11 ist, R der Widerstandswert des Nutz­ widerstandsbereiches 14 und Rs der Widerstandswert des Bezugswiderstandes 28 ist. Hierbei ist vorausgesetzt worden, daß k = 1 ist, wenn der Abgriff am Nutzwider­ standsbereich 12 liegt, und daß k = 0 ist, wenn der Abgriff 1 am Nutzwiderstandsbereich 13 liegt. Bei diesem Verfahren ist eine Abgleicharbeit zur Elimination der Leitungswiderstände nicht erforderlich, da diese bei Gleichheit der Leitungswiderstände nicht in die Rechnung eingehen. where 0 k 1 and R 1 is the resistance value of the fixed resistance region 12 at the first terminal 10 , R 2 is the resistance value of the other fixed resistance region 13 at the second terminal 11 , R is the resistance value of the useful resistance region 14 and Rs is the resistance value of the reference resistor 28 . Here it has been assumed that k = 1 when the tap is at the useful resistance range 12 , and that k = 0 when the tap 1 is at the useful resistance range 13 . With this method, adjustment work to eliminate the line resistances is not necessary, since these are not included in the calculation if the line resistances are the same.

In der Digitalrecheneinrichtung 38 wird die Stellung k unter entsprechender Berücksichtigung der Abweichungen vom gewünschten Wert, hervorgerufen beispielsweise durch die Temperaturdrift im Instrumentenverstärker 7 und im Analog-Digital-Wandler 9, berechnet, d. h. durch entspre­ chende Berücksichtigung des bei Nullpotential ermittelten Digitalwertes D 0 berechnet. Ein Digitalwert Dn entspricht also der GleichungIn the digital computing device 38 , the position k is calculated taking into account the deviations from the desired value, for example caused by the temperature drift in the instrument amplifier 7 and in the analog-digital converter 9 , ie calculated by taking into account the digital value D 0 determined at zero potential. A digital value Dn therefore corresponds to the equation

Dn = V Un + D 0, Dn = V Un + D 0,

wobei V die Verstärkung des Instrumentenverstärkers 7 und des Analog-Digital-Umsetzers 9 ist. Hieraus ergibt sich dann:where V is the gain of the instrument amplifier 7 and the analog-to-digital converter 9 . This then results in:

Die Konstanten K 1 und K 2 können beispielsweise in der Digitalrecheneinrichtung aus den eingegebenen Widerstands­ werten R, R 1, R 2 und Rs berechnet werden. Dabei werden vom Benutzer nach Festlegung der beiden Festwiderstands­ bereiche und des Nutzwiderstandsbereiches die einzelnen Widerstandswerte gemessen und in die Digitalrechen­ einrichtung eingegeben. Die Konstanten K 1 und K 2 lassen sich aber nach Festlegung der Widerstandsbereiche des Widerstandsferngebers 2 durch ein anderes Verfahren berechnen. Hierbei wird der Abgriff 1 des Widerstands­ ferngebers 2 jeweils an die Endpunkte des veränderbaren Widerstandsbereiches bei k = 1 und k = 0 gefahren und bei jeder Endstellung die Spannungen U 1, U 2 und U 3 und Null­ potential an den Eingang des Instrumentenverstärkers 7 gelegt. Es ergeben sich dann die beiden Gleichungen: The constants K 1 and K 2 can be calculated, for example, in the digital computing device from the entered resistance values R, R 1, R 2 and Rs . After the two fixed resistance ranges and the useful resistance range have been determined, the individual resistance values are measured by the user and entered into the digital computing device. However, the constants K 1 and K 2 can be calculated by another method after the resistance ranges of the resistance remote transmitter 2 have been determined. Here, the tap 1 of the resistance remote transmitter 2 is moved to the end points of the variable resistance range at k = 1 and k = 0 and the voltages U 1, U 2 and U 3 and zero potential are applied to the input of the instrument amplifier 7 at each end position. The two equations then result:

wobei Un 0, n = 1, 2, 3, eine Spannung bei k = 0 und Un 1, n = 1, 2, 3, eine Spannung bei k = 1 ist. Unter Berück­ sichtigung der Gleichung Dn = V Un + D 0 ergeben sich für die Konstanten K 1 und K 2where Un 0, n = 1, 2, 3 is a voltage at k = 0 and Un 1, n = 1, 2, 3 is a voltage at k = 1. Taking into account the equation Dn = V Un + D 0 results for the constants K 1 and K 2

wobei Dn, n = 1, 2, 3, die Digitalwerte der Spannungen Un, n = 1, 2, 3, D 0 der Digitalwert bei Nullpotential am Eingang des Instrumentenverstärkers ist und Dn 1 bzw. Dn 0, n = 1, 2, 3, die Digitalwerte bei den Stellungen k = 1 bzw. 0 sind.where Dn , n = 1, 2, 3, the digital values of the voltages Un , n = 1, 2, 3, D 0 is the digital value at zero potential at the input of the instrument amplifier and Dn 1 or Dn 0, n = 1, 2, 3, the digital values at the positions k = 1 or 0.

Claims (7)

1. Verfahren zur Ermittlung der Stellung k des Abgriffes eines Widerstandsferngebers, der zwei Fest­ widerstandsbereiche enthält, zwischen denen ein Nutzwider­ standsbereich angeordnet ist, in welchem der Abgriff verstellbar ist, und dessen erster Anschluß mit einer Stromquelle verbunden und über einen ersten Leiter mit einem Instrumentenverstärker verbindbar ist und dessen einen mittleren Anschluß bildender Abgriff mit einem zweiten Leiter verbunden ist und dessen zweiter Anschluß über einen dritten Leiter mit dem Instrumentenverstärker verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) eine Spannung U 1 zwischen dem ersten und dem eben­ falls mit dem Instrumentenverstärker verbindbaren zweiten Leiter ermittelt wird,
  • b) eine Spannung U 2 zwischen dem zweiten und dritten Leiter ermittelt wird,
  • c) eine Spannung U 3 über einen zwischen dem dritten Leiter und Nullpotential liegenden Bezugswider­ stand Rs zur Bestimmung des durch die Leiter fließenden Stromes erfaßt wird und
  • d) die Stellung k in der Digitalrechenanordnung anhand der Gleichung mit den Konstanten berechnet wird, wobei 0 k 1 gilt und R 1 und R 2 die Widerstandswerte der Festwiderstandsbereiche und R der Widerstandswert des Nutzwiderstandsbereichs sind.
1. A method for determining the position k of the tap of a resistance transmitter, which contains two fixed resistance areas, between which a useful resistance area is arranged, in which the tap is adjustable, and the first connection of which is connected to a current source and via a first conductor to an instrument amplifier is connectable and the tap forming a central connection is connected to a second conductor and the second connection is connectable to the instrument amplifier via a third conductor, characterized in that
  • a) a voltage U 1 is determined between the first conductor and the second conductor which can also be connected to the instrument amplifier,
  • b) a voltage U 2 is determined between the second and third conductors,
  • c) a voltage U 3 across a reference resistor lying between the third conductor and zero potential was Rs for determining the current flowing through the conductor is detected and
  • d) the position k in the digital computing arrangement based on the equation with the constants is calculated, where 0 k 1 applies and R 1 and R 2 are the resistance values of the fixed resistance ranges and R the resistance value of the useful resistance range.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Konstanten K 1 und K 2 der Abgriff des Widerstandsferngebers an die beiden Endstellungen k = 0 und k = 1 gefahren wird und bei diesen Endstellungen aus den Spannungen U 1, U 2 und U 3 die Konstanten K 1 und K 2 gemäß den Gleichungen berechnet werden, wobei Un 0, n = 1, 2, 3, eine Spannung bei k = 0, und Un 1, n = 1, 2, 3, eine Spannung bei k = 1 ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that to determine the constants K 1 and K 2 the tap of the resistance transmitter is moved to the two end positions k = 0 and k = 1 and at these end positions from the voltages U 1, U 2 and U 3 the constants K 1 and K 2 according to the equations are calculated, where Un 0, n = 1, 2, 3, a voltage at k = 0, and Un 1, n = 1, 2, 3, a voltage at k = 1. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Instrumenten­ verstärkers auf Nullpotential gelegt werden und daß nach­ folgend die gemessenen Spannungen in einem dem Instrumentenverstärker nachgeschalteten Analog-Digital- Umsetzer in entsprechende Digitalwerte umgesetzt werden, worauf die Stellung k aus der Gleichung mit ermittelt wird, wobei Dn, n = 1, 2, 3, die Digitalwerte der Spannungen Un, n = 1, 2, 3, D 0 der Digitalwert bei Nullpotential am Eingang des Instrumentenverstärkers ist und Dn 1, bzw. Dn 0, n = 1, 2, 3, die Digitalwerte bei den Stellungen k = 1 bzw. 0 sind.3. The method according to claim 2, characterized in that the inputs of the instrumentation amplifier are set to zero potential and that after the measured voltages are converted into corresponding digital values in an analog-to-digital converter connected downstream of the instrumentation amplifier, whereupon the position k from the equation With is determined, where Dn , n = 1, 2, 3, the digital values of the voltages Un , n = 1, 2, 3, D 0 is the digital value at zero potential at the input of the instrument amplifier and Dn 1, or Dn 0, n = 1, 2, 3, the digital values at positions k = 1 or 0. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Stellung k des Abgriffes des Widerstandsferngebers und der Konstanten K 1 und K 2 über eine Recheneinrichtung erfolgt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the calculation of the position k of the tap of the resistance transmitter and the constants K 1 and K 2 is carried out via a computing device. 5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß (10) eines Widerstandsferngebers (2) mit einer Stromquelle (20) und einem ersten Leiter (21), der einen mittleren Anschluß (15) bildende Abgriff (1) mit einem zweiten Leiter (25) und der zweite Anschluß (11) mit einem dritten Leiter (27) und einem an Nullpotential angeschlossenen Bezugswiderstand (28) verbunden ist.5. Circuit arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first connection ( 10 ) of a remote resistance transmitter ( 2 ) with a current source ( 20 ) and a first conductor ( 21 ) having a central connection ( 15th ) forming tap ( 1 ) with a second conductor ( 25 ) and the second connection ( 11 ) with a third conductor ( 27 ) and a reference resistor ( 28 ) connected to zero potential. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die drei vom Widerstandsfern­ geber (2) wegführenden Leitungen (21, 25, 27) mit den Eingängen (23, 26, 29) eines Multiplexers (24) verbunden sind, deren Ausgänge (35, 36) mit dem Instrumenten­ verstärker (7) verbunden sind und daß ein weiterer Eingang (31) des Multiplexers (24) auf Nullpotential liegt.6. A circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the three lines ( 21, 25, 27 ) leading away from the resistance transmitter ( 2 ) are connected to the inputs ( 23, 26, 29 ) of a multiplexer ( 24 ), the outputs ( 35 , 36 ) are connected to the instrumentation amplifier ( 7 ) and that another input ( 31 ) of the multiplexer ( 24 ) is at zero potential. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexereingänge (23, 26, 29, 31) zur Weitergabe der Spannungen U 1, U 2 und U 3 und des Nullpotentials an den Instrumentenverstärker (7) in vorbestimmter Reihenfolge auf die Eingänge dieses Instrumentenverstärkers (5, 6) schaltbar sind.7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the multiplexer inputs ( 23, 26, 29, 31 ) for passing on the voltages U 1, U 2 and U 3 and the zero potential to the instrument amplifier ( 7 ) in a predetermined order to the inputs of this Instrument amplifier ( 5, 6 ) are switchable.
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